[发明专利]一种用于激光频率测量的拍频装置

摘要

本发明涉及一种用于激光频率测量的拍频装置，属于光电子技术领域。包括第一准直定位小孔光阑、第二准直定位小孔光阑、第三准直定位小孔光阑、第四准直定位小孔光阑、第五准直定位小孔光阑、第六准直定位小孔光阑、第七准直定位小孔光阑、第八准直定位小孔光阑、第一全反镜、第二全反镜、第三全反镜、第四全反镜、第一半波片、第二半波片、偏振分光棱镜、格兰棱镜、光栅、银镜、可调孔径的第九小孔光阑、聚集透镜、雪崩二极管、低噪声放大器、带通滤波器、一维移动平台和隔振光学面板。本发明的拍频装置易于调节和维持拍频光路，能够实现提高拍频信号信噪比以便于利用频率计数器读数及长时间保持高信噪比拍频信号的目的。

主权项

一种用于激光频率测量的拍频装置，外围设备包括飞秒光梳、第一调焦装置、待测光频系统、第二调焦装置、频率计数器和用以防止回光干扰激光系统的第一隔离器、第二隔离器，其特征在于：拍频装置包括第一准直定位小孔光阑、第二准直定位小孔光阑、第三准直定位小孔光阑、第四准直定位小孔光阑、第五准直定位小孔光阑、第六准直定位小孔光阑、第七准直定位小孔光阑、第八准直定位小孔光阑、第一全反镜、第二全反镜、第三全反镜、第四全反镜、第一半波片、第二半波片、偏振分光棱镜、格兰棱镜、光栅、银镜、可调孔径的第九小孔光阑、聚集透镜、雪崩二极管、低噪声放大器、带通滤波器、一维移动平台和隔振光学面板；聚集透镜安装于一维移动平台上，一维移动平台的移动方向与光束的方向相同；第一准直定位小孔光阑、第二准直定位小孔光阑、第三准直定位小孔光阑、第四准直定位小孔光阑、第五准直定位小孔光阑、第六准直定位小孔光阑、第七准直定位小孔光阑、第八准直定位小孔光阑、第一全反镜、第二全反镜、第三全反镜、第四全反镜、第一半波片、第二半波片、偏振分光棱镜、格兰棱镜、光栅、银镜、第九小孔光阑、雪崩二极管、低噪声放大器、带通滤波器和装有聚集透镜的一维移动平台均通过高稳定度底座固定安装在隔振光学面板上；上述拍频装置在工作过程中信号的流向为：飞秒光梳发出的光束经第一隔离器和第一调焦装置进行隔离和调焦后，通过第一准直定位小孔光阑和第二准直定位小孔光阑，然后经第一全反镜和第二全反镜反射，之后通过第三准直定位小孔光阑、第一半波片和第四准直定位小孔光阑后到达偏振分光棱镜的胶合反射面，其反射光束垂直于偏振分光棱镜的棱镜面出射；待测光频系统发出的待测光束经第二隔离器和第二调焦装置进行隔离和调焦后，通过第五准直定位小孔光阑和第六准直定位小孔光阑，然后经第三全反镜和第四全反镜反射，之后通过第七准直定位小孔光阑、第二半波片和第八准直定位小孔光阑后到达偏振分光棱镜，经偏振分光棱镜后的出射光束也即第一拍频光束，与飞秒光梳发出的经偏振分光棱镜后的反射光束也即第二拍频光束在空间路径上重合；两束光重合后进入格兰棱镜，经格兰棱镜后的出射光到达光栅，光栅将宽波段光频在空间上分开后将光束入射至银镜，经银镜水平出射后经过第九小孔光阑进行空间滤波，之后经聚集透镜聚焦后到达雪崩二极管的光信号接收面，雪崩二极管探测拍频光信号并将拍频光信号转换为频率电信号并进行放大，然后经低噪声放大器进一步放大并通过带通滤波器滤除杂散频率信号后由频率计数器读取其数值；上述拍频装置在工作之前需要进行光束路径的调整，具体过程为：1)以偏振分光棱镜为基准，调节第一全反镜和第二全反镜使飞秒光梳发出的光束以45°角入射到偏振分光棱镜的胶合反射面，其反射光也即第一拍频光束垂直于棱镜面出射；2)调节第三全反镜和第四全反镜使待测光频系统发出的光束经偏振分光棱镜后的出射光束也即第二拍频光束与第一拍频光束在空间路径上重合；3)将第一准直定位小孔光阑和第二准直定位小孔光阑投入工作，两者成对使用以定位此时飞秒光梳在第一全反镜之前的光束路径；4)将第三准直定位小孔光阑和第四准直定位小孔光阑投入工作，两者成对使用以定位此时飞秒光梳在第二全反镜之后的光束路径；5)将第五准直定位小孔光阑和第六准直定位小孔光阑投入工作，两者成对使用以定位此时待测光频系统发出的光束在第三全反镜之前的光束路径；6)将第七准直定位小孔光阑和第八准直定位小孔光阑投入工作，两者成对使用以定位此时待测光频系统发出的光束在第四全反镜之后的光束路径；7)调整格兰棱镜及第一半波片和第二半波片，使得经格兰棱镜透射后两束拍频光束偏振方向一致；8)调整银镜来调节拍频光束经银镜后水平出射；9)调整第九小孔光阑的高低和左右位置及小孔的大小使经银镜水平出射的待测光频波段的窄带拍频光束刚好通过；10)通过调整装有聚集透镜的一维移动平台来改变聚集透镜的位置，使拍频光束通过透镜的光心后聚焦到雪崩二极管的光信号接收面。